IdentificacionIA/reconocimiento2.py

import os
os.environ['TF_CPP_MIN_LOG_LEVEL'] = '3'
os.environ['CUDA_VISIBLE_DEVICES'] = '-1'

import cv2
import numpy as np
from deepface import DeepFace
import pickle
import time
import threading
import asyncio
import edge_tts
import subprocess
from datetime import datetime
import warnings
import urllib.request
import torch

if torch.cuda.is_available():
    device = "cuda"
    print("GPU detectada → usando GPU 🚀")
else:
    device = "cpu"
    print("GPU no disponible → usando CPU ⚠️")
    
warnings.filterwarnings("ignore")

# ──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
#  CONFIGURACIÓN
# ──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
DB_PATH        = "db_institucion"
CACHE_PATH     = "cache_nombres"
VECTORS_FILE   = "base_datos_rostros.pkl"
TIMESTAMPS_FILE = "representaciones_timestamps.pkl"
UMBRAL_SIM     = 0.42   # Por encima → identificado. Por debajo → desconocido.
COOLDOWN_TIME  = 15     # Segundos entre saludos

USUARIO, PASSWORD, IP_DVR = "admin", "TCA200503", "192.168.1.244"
RTSP_URL = f"rtsp://{USUARIO}:{PASSWORD}@{IP_DVR}:554/Streaming/Channels/702"

for path in [DB_PATH, CACHE_PATH]:
    os.makedirs(path, exist_ok=True)

# ──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
#  YUNET — Detector facial rápido en CPU
# ──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
YUNET_MODEL_PATH = "face_detection_yunet_2023mar.onnx"

if not os.path.exists(YUNET_MODEL_PATH):
    print(f"Descargando YuNet ({YUNET_MODEL_PATH})...")
    url = ("https://github.com/opencv/opencv_zoo/raw/main/models/"
           "face_detection_yunet/face_detection_yunet_2023mar.onnx")
    urllib.request.urlretrieve(url, YUNET_MODEL_PATH)
    print("YuNet descargado.")

# Detector estricto para ROIs grandes (persona cerca)
detector_yunet = cv2.FaceDetectorYN.create(
    model=YUNET_MODEL_PATH, config="",
    input_size=(320, 320),
    score_threshold=0.70,
    nms_threshold=0.3,
    top_k=5000
)

# Detector permisivo para ROIs pequeños (persona lejos)
detector_yunet_lejano = cv2.FaceDetectorYN.create(
    model=YUNET_MODEL_PATH, config="",
    input_size=(320, 320),
    score_threshold=0.45,
    nms_threshold=0.3,
    top_k=5000
)

def detectar_rostros_yunet(roi, lock=None):
    """
    Elige automáticamente el detector según el tamaño del ROI.
    """
    h_roi, w_roi = roi.shape[:2]
    area = w_roi * h_roi
    det = detector_yunet if area > 8000 else detector_yunet_lejano

    try:
        if lock:
            with lock:
                det.setInputSize((w_roi, h_roi))
                _, faces = det.detect(roi)
        else:
            det.setInputSize((w_roi, h_roi))
            _, faces = det.detect(roi)
    except Exception:
        return []

    if faces is None:
        return []

    resultado = []
    for face in faces:
        try:
            fx, fy, fw, fh = map(int, face[:4])
            score = float(face[14]) if len(face) > 14 else 1.0
            resultado.append((fx, fy, fw, fh, score))
        except (ValueError, OverflowError, TypeError):
            continue
    return resultado


# ──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
#  SISTEMA DE AUDIO
# ──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
def obtener_audios_humanos(genero):
    hora = datetime.now().hour
    es_mujer = genero.lower() == 'woman'
    suffix = "_m.mp3" if es_mujer else "_h.mp3"
    if 5 <= hora < 12:
        intro = "dias.mp3"
    elif 12 <= hora < 19:
        intro = "tarde.mp3"
    else:
        intro = "noches.mp3"
    cierre = ("fin_noche" if (hora >= 19 or hora < 5) else "fin_dia") + suffix
    return intro, cierre


async def sintetizar_nombre(nombre, ruta):
    nombre_limpio = nombre.replace('_', ' ')
    try:
        comunicador = edge_tts.Communicate(nombre_limpio, "es-MX-DaliaNeural", rate="+10%")
        await comunicador.save(ruta)
    except Exception:
        pass


def reproducir(archivo):
    if os.path.exists(archivo):
        subprocess.Popen(
            ["mpv", "--no-video", "--volume=100", archivo],
            stdout=subprocess.DEVNULL,
            stderr=subprocess.DEVNULL
        )


def hilo_bienvenida(nombre, genero):
    archivo_nombre = os.path.join(CACHE_PATH, f"nombre_{nombre}.mp3")

    if not os.path.exists(archivo_nombre):
        try:
            asyncio.run(sintetizar_nombre(nombre, archivo_nombre))
        except Exception:
            pass

    intro, cierre = obtener_audios_humanos(genero)

    archivos = [f for f in [intro, archivo_nombre, cierre] if os.path.exists(f)]
    if archivos:
        subprocess.Popen(
            ["mpv", "--no-video", "--volume=100"] + archivos,
            stdout=subprocess.DEVNULL,
            stderr=subprocess.DEVNULL
        )


# ──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
#  GESTIÓN DE BASE DE DATOS (AHORA CON RETINAFACE Y ALINEACIÓN)
# ──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
def gestionar_vectores(actualizar=False):
    import json # ⚡ Asegúrate de tener importado json

    vectores_actuales = {}
    if os.path.exists(VECTORS_FILE):
        try:
            with open(VECTORS_FILE, 'rb') as f:
                vectores_actuales = pickle.load(f)
        except Exception:
            vectores_actuales = {}

    if not actualizar:
        return vectores_actuales

    timestamps = {}
    if os.path.exists(TIMESTAMPS_FILE):
        try:
            with open(TIMESTAMPS_FILE, 'rb') as f:
                timestamps = pickle.load(f)
        except Exception:
            timestamps = {}

    # ──────────────────────────────────────────────────────────
    # CARGA DEL CACHÉ DE GÉNEROS
    # ──────────────────────────────────────────────────────────
    ruta_generos = os.path.join(CACHE_PATH, "generos.json")
    dic_generos = {}
    if os.path.exists(ruta_generos):
        try:
            with open(ruta_generos, 'r') as f:
                dic_generos = json.load(f)
        except Exception:
            pass

    print("\nACTUALIZANDO BASE DE DATOS (Alineación y Caché de Géneros)...")
    imagenes = [f for f in os.listdir(DB_PATH) if f.lower().endswith(('.jpg', '.png'))]
    nombres_en_disco = set()
    hubo_cambios = False
    cambio_generos = False # Bandera para saber si actualizamos el JSON

    for archivo in imagenes:
        nombre_archivo = os.path.splitext(archivo)[0]
        ruta_img = os.path.join(DB_PATH, archivo)
        nombres_en_disco.add(nombre_archivo)

        ts_actual = os.path.getmtime(ruta_img)
        ts_guardado = timestamps.get(nombre_archivo, 0)

        # Si ya tenemos el vector pero NO tenemos su género en el JSON, forzamos el procesamiento
        falta_genero = nombre_archivo not in dic_generos
        
        if nombre_archivo in vectores_actuales and ts_actual == ts_guardado and not falta_genero:
            continue

        try:
            img_db = cv2.imread(ruta_img)
            lab = cv2.cvtColor(img_db, cv2.COLOR_BGR2LAB)
            l, a, b = cv2.split(lab)
            clahe = cv2.createCLAHE(clipLimit=2.0, tileGridSize=(8,8))
            l = clahe.apply(l)
            img_mejorada = cv2.cvtColor(cv2.merge((l, a, b)), cv2.COLOR_LAB2BGR)

            # IA DE GÉNERO (Solo se ejecuta 1 vez por persona en toda la vida del sistema)
            if falta_genero:
                try:
                    analisis = DeepFace.analyze(img_mejorada, actions=['gender'], enforce_detection=False)[0]
                    dic_generos[nombre_archivo] = analisis.get('dominant_gender', 'Man')
                except Exception:
                    dic_generos[nombre_archivo] = "Man" # Respaldo
                cambio_generos = True

            # Extraemos el vector
            res = DeepFace.represent(
                img_path=img_mejorada, 
                model_name="ArcFace", 
                detector_backend="opencv", 
                align=False, 
                enforce_detection=True
            )
            emb = np.array(res[0]["embedding"], dtype=np.float32)

            norma = np.linalg.norm(emb)
            if norma > 0:
                emb = emb / norma

            vectores_actuales[nombre_archivo] = emb
            timestamps[nombre_archivo] = ts_actual
            hubo_cambios = True
            print(f" Procesado y alineado: {nombre_archivo} | Género: {dic_generos.get(nombre_archivo)}")

        except Exception as e:
            print(f" Rostro no válido en '{archivo}', omitido. Error: {e}")

    # Limpieza de eliminados
    for nombre in list(vectores_actuales.keys()):
        if nombre not in nombres_en_disco:
            del vectores_actuales[nombre]
            timestamps.pop(nombre, None)
            if nombre in dic_generos:
                del dic_generos[nombre]
                cambio_generos = True
            hubo_cambios = True
            print(f" Eliminado (sin foto): {nombre}")

    # Guardado de la memoria
    if hubo_cambios:
        with open(VECTORS_FILE, 'wb') as f:
            pickle.dump(vectores_actuales, f)
        with open(TIMESTAMPS_FILE, 'wb') as f:
            pickle.dump(timestamps, f)
            
    # Guardado del JSON de géneros si hubo descubrimientos nuevos
    if cambio_generos:
        with open(ruta_generos, 'w') as f:
            json.dump(dic_generos, f)

    if hubo_cambios or cambio_generos:
        print(" Sincronización terminada.\n")
    else:
        print(" Sin cambios. Base de datos al día.\n")

    return vectores_actuales

# ──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
# BÚSQUEDA BLINDADA (Similitud Coseno estricta)
# ──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
def buscar_mejor_match(emb_consulta, base_datos):
    # ⚡ MAGIA 3: Normalización L2 del vector entrante
    norma = np.linalg.norm(emb_consulta)
    if norma > 0:
        emb_consulta = emb_consulta / norma

    mejor_match, max_sim = None, -1.0
    for nombre, vec in base_datos.items():
        # Como ambos están normalizados, esto es Similitud Coseno pura (-1.0 a 1.0)
        sim = float(np.dot(emb_consulta, vec))
        if sim > max_sim:
            max_sim = sim
            mejor_match = nombre

    return mejor_match, max_sim

# ──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
#  LOOP DE PRUEBA Y REGISTRO (CON SIMETRÍA ESTRICTA)
# ──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
def sistema_interactivo():
    base_datos = gestionar_vectores(actualizar=False)
    cap = cv2.VideoCapture(RTSP_URL)
    ultimo_saludo = 0
    persona_actual = None
    confirmaciones = 0

    print("\n" + "=" * 50)
    print("  MÓDULO DE REGISTRO Y DEPURACIÓN ESTRICTO")
    print("  [R] Registrar nuevo rostro | [Q] Salir")
    print("=" * 50 + "\n")

    faces_ultimo_frame = []

    while True:
        ret, frame = cap.read()
        if not ret:
            time.sleep(2)
            cap.open(RTSP_URL)
            continue

        h, w = frame.shape[:2]
        display_frame = frame.copy()
        tiempo_actual = time.time()

        faces_raw = detectar_rostros_yunet(frame)
        faces_ultimo_frame = faces_raw

        for (fx, fy, fw, fh, score_yunet) in faces_raw:
            fx = max(0, fx); fy = max(0, fy)
            fw = min(w - fx, fw); fh = min(h - fy, fh)
            if fw <= 0 or fh <= 0:
                continue

            cv2.rectangle(display_frame, (fx, fy), (fx+fw, fy+fh), (255, 200, 0), 2)
            cv2.putText(display_frame, f"YN:{score_yunet:.2f}",
                        (fx, fy - 25), cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 0.45, (255, 200, 0), 1)

            if (tiempo_actual - ultimo_saludo) <= COOLDOWN_TIME:
                continue

            m = int(fw * 0.15)
            roi = frame[max(0, fy-m): min(h, fy+fh+m),
                        max(0, fx-m): min(w, fx+fw+m)]

            # 🛡️ FILTRO DE TAMAÑO FÍSICO
            if roi.size == 0 or roi.shape[0] < 40 or roi.shape[1] < 40:
                cv2.putText(display_frame, "muy pequeno",
                            (fx, fy-10), cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 0.5, (0, 100, 255), 1)
                continue

            # 🛡️ FILTRO DE NITIDEZ
            gray_roi = cv2.cvtColor(roi, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
            nitidez = cv2.Laplacian(gray_roi, cv2.CV_64F).var()
            if nitidez < 50.0:
                cv2.putText(display_frame, f"blur({nitidez:.0f})",
                            (fx, fy-10), cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 0.5, (0, 165, 255), 1)
                continue

            # 🌙 SIMETRÍA 1: VISIÓN NOCTURNA (CLAHE) AL VIDEO EN VIVO
            try:
                lab = cv2.cvtColor(roi, cv2.COLOR_BGR2LAB)
                l, a, b = cv2.split(lab)
                clahe = cv2.createCLAHE(clipLimit=2.0, tileGridSize=(8,8))
                l = clahe.apply(l)
                roi_mejorado = cv2.cvtColor(cv2.merge((l, a, b)), cv2.COLOR_LAB2BGR)
            except Exception:
                roi_mejorado = roi # Respaldo de seguridad

            # 🧠 SIMETRÍA 2: MOTOR MTCNN Y ALINEACIÓN (Igual que la Base de Datos)
            try:
                res = DeepFace.represent(
                    img_path=roi_mejorado, 
                    model_name="ArcFace", 
                    detector_backend="mtcnn",  # El mismo que en gestionar_vectores
                    align=True,                # Enderezamos la cara
                    enforce_detection=True     # Si MTCNN no ve cara clara, aborta
                )
                emb = np.array(res[0]["embedding"], dtype=np.float32)
                mejor_match, max_sim = buscar_mejor_match(emb, base_datos)

            except Exception:
                # MTCNN abortó porque la cara estaba de perfil, tapada o no era una cara
                cv2.putText(display_frame, "MTCNN Ignorado",
                            (fx, fy-10), cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 0.5, (0, 0, 255), 1)
                continue

            estado = " IDENTIFICADO" if max_sim > UMBRAL_SIM else "DESCONOCIDO"
            nombre_d = mejor_match.split('_')[0] if mejor_match else "nadie"
            n_bloques = int(max_sim * 20)
            barra = "█" * n_bloques + "░" * (20 - n_bloques)
            print(f"[REGISTRO] {estado} | {nombre_d:<14} | {barra} | "
                  f"{max_sim*100:.1f}%  (umbral: {UMBRAL_SIM*100:.0f}%)")

            if max_sim > UMBRAL_SIM and mejor_match:
                color = (0, 255, 0)
                texto = f"{mejor_match.split('_')[0]} ({max_sim:.2f})"

                if mejor_match == persona_actual:
                    confirmaciones += 1
                else:
                    persona_actual, confirmaciones = mejor_match, 1

                if confirmaciones >= 1:
                    cv2.rectangle(display_frame, (fx, fy), (fx+fw, fy+fh), (0, 255, 0), 3)
                    try:
                        analisis = DeepFace.analyze(
                            roi_mejorado, actions=['gender'], enforce_detection=False
                        )[0]
                        genero = analisis['dominant_gender']
                    except Exception:
                        genero = "Man"

                    threading.Thread(
                        target=hilo_bienvenida,
                        args=(mejor_match, genero),
                        daemon=True
                    ).start()
                    ultimo_saludo = tiempo_actual
                    confirmaciones = 0

            else:
                color = (0, 0, 255)
                texto = f"? ({max_sim:.2f})"
                confirmaciones = max(0, confirmaciones - 1)

            cv2.putText(display_frame, texto,
                        (fx, fy - 10), cv2.FONT_HERSHEY_SIMPLEX, 0.7, color, 2)

        cv2.imshow("Módulo de Registro", display_frame)
        key = cv2.waitKey(1) & 0xFF

        if key == ord('q'):
            break

        elif key == ord('r'):
            if faces_ultimo_frame:
                areas = [fw * fh for (fx, fy, fw, fh, _) in faces_ultimo_frame]
                fx, fy, fw, fh, _ = faces_ultimo_frame[np.argmax(areas)]
                
                m_x = int(fw * 0.30)
                m_y = int(fh * 0.30)
                face_roi = frame[max(0, fy-m_y): min(h, fy+fh+m_y),
                                 max(0, fx-m_x): min(w, fx+fw+m_x)]

                if face_roi.size > 0:
                    nom = input("\nNombre de la persona: ").strip()
                    if nom:
                        foto_path = os.path.join(DB_PATH, f"{nom}.jpg")
                        cv2.imwrite(foto_path, face_roi)
                        print(f"[OK] Rostro de '{nom}' guardado. Sincronizando...")
                        base_datos = gestionar_vectores(actualizar=True)
                    else:
                        print("[!] Registro cancelado.")
                else:
                    print("[!] Recorte vacío. Intenta de nuevo.")
            else:
                print("\n[!] No se detectó rostro. Acércate más o mira a la lente.")

    cap.release()
    cv2.destroyAllWindows()

if __name__ == "__main__":
    sistema_interactivo()